Simscape

Modellare e simulare sistemi fisici multidominio

 

Con Simscape™ puoi creare rapidamente modelli di sistemi fisici all’interno dell’ambiente Simulink®. Simscape consente di costruire modelli di componenti fisici basati su collegamenti fisici che si integrano direttamente con diagrammi a blocchi e altri paradigmi di modellazione. Puoi modellare sistemi come motori elettrici, raddrizzatori di ponti, attuatori idraulici e sistemi di refrigerazione assemblando i componenti fondamentali in uno schema. I prodotti aggiuntivi di Simscape forniscono componenti e funzionalità di analisi più complesse.

Simscape ti aiuta a sviluppare sistemi di controllo e a testare le prestazioni a livello di sistema. Potrai creare modelli di componenti personalizzati utilizzando il linguaggio Simscape basato su MATLAB®, che permette l’authoring basato su testo di componenti di modellazione fisica, domini e librerie. Potrai parametrizzare i tuoi modelli usando variabili ed espressioni MATLAB, oltre a progettare in Simulink sistemi di controllo per il tuo sistema fisico. Per distribuire i modelli in altri ambienti di simulazione, tra cui i sistemi hardware-in-the-loop (HIL), Simscape supporta la generazione di codice C.

Per iniziare:

Schemi multidominio

Assembla rapidamente modelli che interessano più domini.

Costruisci rapidamente modelli precisi

Assembla uno schema del tuo sistema con linee che rappresentano collegamenti fisici (acausali). Le equazioni per la rete di componenti meccanici, elettrici, idraulici, ecc. vengono derivate automaticamente.

Massa-molla-ammortizzatore espresso come un diagramma a blocchi e uno schema.

Condividi modelli intuitivi con altri utenti

I modelli Simscape sono intuitivi e facilmente interpretabili perché ciascun modello corrisponde alla struttura fisica del sistema. Puoi vedere chiaramente tutti i sistemi nel tuo modello e come sono connessi tra loro.

Schema multidominio con componenti meccanici, fluidi e termici.

Riutilizza i modelli in più progetti

L’interfaccia modulare di Simscape consente di utilizzare i componenti in nuovi modelli senza dover effettuare ulteriori operazioni. La tua libreria di modelli personalizzati può essere riutilizzata in vari progetti specifici per l’applicazione.

Componente riutilizzabile di un convertitore buck CC-CC che alimenta una rete da 12 V.

Librerie complete

Scegli tra migliaia di componenti che interessano vari domini fisici e diversi livelli di fedeltà.

Migliaia di modelli di componenti

Le librerie Simscape includono elementi fondamentali quali resistori, molle, valvole e componenti più complessi come sistemi di azionamento elettrici, trasmissioni e scambiatori di calore. Alcuni modelli di esempio mostrano come combinarli per ampliare le librerie.

Libreria Simscape Foundation con componenti di vari domini.

Lavora con più domini fisici

Le librerie Simscape includono modelli di più di 10 domini fisici, tra cui meccanici, elettrici e di fluidi a due fasi. Puoi selezionare il dominio che include gli effetti fisici richiesti per la tua applicazione. I modelli di esempio mostrano come personalizzare i domini per nuove tecnologie.

Domini fisici supportati da Simscape, inclusi i domini personalizzati.

Varianti astratte e dettagliate

I blocchi Simscape consentono di includere o ignorare gli effetti fisici, come frizione, perdite elettriche o comportamenti che dipendono dalla temperatura. Puoi regolare il livello di fedeltà del tuo modello per acquisire solo la giusta quantità di dettagli per l’analisi che desideri eseguire.

Regolazione della fedeltà dei modelli.

Linguaggio di modellazione intuitivo

Crea componenti che corrispondono al comportamento del tuo sistema.

Definire DAE e ODE

Specifica il comportamento dei componenti fisici utilizzando equazioni differenziali e vincoli algebrici in un linguaggio di modellazione basato su equazioni. Definisci equazioni implicite in modo che i modelli personalizzati si integrino con i componenti delle librerie Simscape. La sintassi è basata MATLAB, quindi è facile da imparare.

Equazioni per un supercondensatore implementate nel linguaggio Simscape.

Combinare variabili continue ed eventi discreti

Specifica un comportamento fisico esatto utilizzando variabili continue e un comportamento astratto utilizzando eventi discreti. Ad esempio, utilizza un modello dettagliato per acquisire le perdite elettriche durante un evento di commutazione in un dispositivo elettronico o un modello astratto per verificare l’effetto di vari eventi sulle prestazioni del sistema.

Un modello di commutazione con equazioni continue e basate su eventi.

Riutilizzare componenti e subclassi

Snellisci la manutenzione dei tuoi modelli personalizzati importando le classi in una nuova definizione di componenti testuali e assemblando un nuovo componente all’interno di tale file. Rendi le interfacce coerenti definendo subclassi ed ereditandole in altri componenti.

I componenti vengono riutilizzati e collegati in un file di linguaggio Simscape.

Simulazione efficiente

Utilizza le simulazioni dei modelli in un’ampia gamma di attività di ingegneria.

Semplificazione automatica di equazioni

Simscape formula automaticamente le equazioni per il tuo sistema fisico completo. Dopo aver analizzato il tuo schema, Simscape utilizza la manipolazione simbolica e la riduzione degli indici per identificare la formulazione matematica che rappresenta il tuo sistema nel modo più efficiente.

Modello di ciclo frigorifero a compressione di vapore in cui la porzione ad alta pressione del ciclo opera nella regione di fluido supercritico

Solutore DAE

Simscape può utilizzare i solutori Simulink e include una tecnologia per solutori progettata per simulare le DAE. Simscape suggerisce quale solutore e quali impostazioni utilizzare a seconda del contenuto del modello, consentendoti di regolare queste impostazioni per bilanciare il compromesso tra precisione e velocità di simulazione.

Le opzioni del solutore Simscape, compreso un solutore progettato per simulare le DAE.

Simulazione in tempo reale

Simscape utilizza una tecnologia di simulazione specifica per la simulazione in tempo reale. Puoi limitare lo sforzo computazionale per ogni fase a seconda delle esigenze per ottenere prestazioni elevate in tempo reale. Simscape può essere utilizzato per test HIL, addestramento di simulatori e altre situazioni che richiedono l’esecuzione sincronizzata con un sistema in tempo reale.

Impostazioni per la simulazione in tempo reale di modelli Simscape.

Analisi approfondita

Esplora e migliora rapidamente le prestazioni del tuo progetto.

Analizza i risultati della simulazione

Consulta rapidamente i risultati delle simulazioni del tuo modello Simscape, compresi i valori variabili e le tempistiche degli eventi. Naviga direttamente dai grafici dei risultati al modello (compresi blocchi ed equazioni individuali) per analizzare le cause dei comportamenti osservati.

Simscape Results Explorer per l’esplorazione dei risultati di simulazione dei modelli Simscape.

Misura la complessità dei modelli

Identifica le porzioni computazionalmente onerose del tuo modello utilizzando Simscape Statistics Viewer. Valuta la complessità utilizzando quantità come variabili, equazioni che possono attivare eventi e vincoli. Determina quali cambiamenti miglioreranno le prestazioni del modello durante la simulazione

Simscape Statistics Viewer mostra le variabili memorizzate ed eliminate durante la formulazione di equazioni.

Ottimizza le prestazioni della Simulazione

Trova le cause del rallentamento delle simulazioni utilizzando Simulink Solver Profiler. I grafici e le tabelle mostrano il comportamento del solutore durante la simulazione per aiutarti a identificare le regolazioni del modello e del solutore che possono velocizzare la tua simulazione.

Distribuzione dei modelli

Usa modelli per l’intero processo di sviluppo, inclusi i test dei controllori embedded

Test senza prototipi hardware

Converti il tuo modello Simscape in codice C per testare gli algoritmi di controllo embedded mediante test hardware-in-the-loop su dSPACE®, Speedgoat, OPAL-RT e altri sistemi in tempo reale. Esegui il commissioning virtuale configurando i test con un gemello digitale del tuo sistema di produzione.

Accelera l’ottimizzazione con simulazioni parallele

Converti il tuo modello Simscape in codice C per accelerare le simulazioni. Esegui test in parallelo distribuendo le simulazioni su più core di una stessa macchina, su più macchine in un cluster di computer o nel cloud.

Un percorso per la robotica ottimizzato per un consumo minimo di energia utilizzando il calcolo parallelo.

Collabora con altri Team

Regola e simula modelli che includono le funzionalità e i componenti avanzati dell’intera famiglia di prodotti Simscape senza dover acquistare una licenza per ogni prodotto aggiuntivo Simscape. Condividi i modelli protetti con team esterni evitando di rivelare la tua proprietà intellettuale.

I modelli che utilizzano i prodotti aggiuntivi di Simscape possono essere condivisi con altri utenti che non hanno acquistato tali prodotti.

La famiglia di prodotti Simscape

Esegui i test in un unico ambiente di simulazione per individuare problemi di integrazione

Modella l’intero sistema

Aggiungi un supporto per la simulazione meccanica in 3D, le reti elettriche a tre fasi e altre funzionalità con i prodotti aggiuntivi di Simscape: Simscape Multibody, Simscape Electrical, Simscape Driveline e Simscape Fluids. Esegui analisi specifiche del dominio e parti da esempi specifici dell’applicazione.

La famiglia di prodotti Simscape con piattaforma e prodotti aggiuntivi.

Importa Modelli e Dati

Importa i gruppi dal software CAD, netlist da SPICE, proprietà di fluidi dai database di fluidi e modelli di ordine ridotto da software di elementi finiti. Crea un modello accurato del sistema che include i dati più recenti di progettisti hardware.

I dati e i modelli di strumenti specifici del dominio possono essere importati in Simscape.

Collabora co i diversi Team di progettazione

Permetti ai programmatori software e ai progettisti hardware di collaborare fin dalle prime fasi del processo di progettazione grazie a specifiche eseguibili dell’intero sistema. Usa la simulazione per esplorare l’intero spazio di progettazione.

La logica di controllo coordina un braccio robotico e due nastri trasportatori per trasportare e riorientare i pacchi.

MATLAB e Simulink

Ottimizza i progetti più velocemente automatizzando le attività eseguite sull’intero modello del sistema.

Automatizza tutte le attività con MATLAB

Usa MATLAB per automatizzare qualsiasi attività, compreso l’assemblaggio del modello, la parametrizzazione, i test, l’acquisizione dei dati e la post-elaborazione. Crea app per le attività comuni in modo da aumentare l’efficienza della tua intera azienda di progettazione.

Animazione che mostra l’uso dei comandi MATLAB per costruire un circuito RC.

Ottimizza i progetti di sistema

Usa Simulink per integrare gli algoritmi di controllo, la progettazione hardware e l’elaborazione dei segnali in un unico ambiente. Applica gli algoritmi di ottimizzazione per trovare la progettazione complessiva migliore per il tuo sistema.

Cicli di sviluppo più brevi

Riduci il numero di iterazioni progettuali usando gli strumenti di verifica e convalida per garantire che i requisiti siano completi e coerenti. Assicurati che i requisiti a livello di sistema vengano soddisfatti verificandoli continuamente per tutto il ciclo di sviluppo.

Funzionalità recenti

Funzione sscnewfile

utilizza i modelli di file Simscape per creare funzioni, componenti o domini personalizzati

Equazioni iniziali

possibilità di specificare le equazioni da eseguire solo durante l’inizializzazione del modello

Blocco Connection Label

riduzione del disordine del diagramma mediante connessioni virtuali tra porte di conservazione

Parametri di runtime per blocchi gas, aria umida, liquido termico e fluido a due fasi

modifica dei valori dei parametri senza rigenerare il codice C

Visibilità condizionale delle porte per blocchi gas, aria umida e liquido termico

consente di esporre porte aggiuntive nelle varianti del blocco

Opzione di misurazione aggiuntiva per il blocco Thermodynamic Properties Sensor (MA)

consente di misurare le proprietà termodinamiche in base a una massa unitaria di aria secca

Visualizzazione delle proprietà di un fluido a due fasi

possibilità di tracciare i dati di dominio di un fluido a due fasi

Vedi le note di rilascio per ulteriori informazioni su queste caratteristiche e sulle funzioni corrispondenti.

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